framebuffer的入门介绍-实现程序分析【转】
本文转载自:http://blog.csdn.net/liuzijiang1123/article/details/46972723
如想想对lcd屏进行操作(例如在lcd屏幕上画线,或者显示视频数据),我们就必须得了framebuffer(帧缓冲),网上各种百度,大多都说的很官方,至少很难找到那些让人觉得很生动的描述,让我们这些出入门的菜鸟能好好了解一下。 下面就是我结合老师的指点和论坛上的解释再加上自己的理解写的一些东西。
很多人都会说操纵lcd显示就是操纵framebuffer,表面上来看是这样的。实际上是frambuffer就是Linux内核驱动申请的一片内存空间,然后lcd内有一片sram,cpu内部有个lcd控制器,它有个单独的dma用来将frambuffer中的数据拷贝到lcd的sram中去 拷贝到lcd的sram中的数据就会显示在lcd上,
LCD驱动和framebuffer驱动没有必然的联系,它只是驱动LCD正常工作的,比如有信号传过来,那么LCD驱动负责把信号转成显示屏上的内容,至于什么内容,怎么显示,它根本不关心也不知道。
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- #include <stdio.h>
- #include <fcntl.h>
- #include <linux/fb.h>
- #include <linux/kd.h>
- #include <sys/mman.h>
- #include <sys/ioctl.h>
- #include <sys/time.h>
- #include <string.h>
- #include <errno.h>
- struct fb_var_screeninfo vinfo;
- struct fb_fix_screeninfo finfo;
- char *frameBuffer = 0;
- //打印fb驱动中fix结构信息,注:在fb驱动加载后,fix结构不可被修改。
- void printFixedInfo ()
- {
- printf ("Fixed screen info:\n"
- "\tid: %s\n"
- "\tsmem_start:0x%lx\n"
- "\tsmem_len:%d\n"
- "\ttype:%d\n"
- "\ttype_aux:%d\n"
- "\tvisual:%d\n"
- "\txpanstep:%d\n"
- "\typanstep:%d\n"
- "\tywrapstep:%d\n"
- "\tline_length: %d\n"
- "\tmmio_start:0x%lx\n"
- "\tmmio_len:%d\n"
- "\taccel:%d\n"
- "\n",
- finfo.id, finfo.smem_start, finfo.smem_len, finfo.type,
- finfo.type_aux, finfo.visual, finfo.xpanstep, finfo.ypanstep,
- finfo.ywrapstep, finfo.line_length, finfo.mmio_start,
- finfo.mmio_len, finfo.accel);
- }
- //打印fb驱动中var结构信息,注:fb驱动加载后,var结构可根据实际需要被重置
- void printVariableInfo ()
- {
- printf ("Variable screen info:\n"
- "\txres:%d\n"
- "\tyres:%d\n"
- "\txres_virtual:%d\n"
- "\tyres_virtual:%d\n"
- "\tyoffset:%d\n"
- "\txoffset:%d\n"
- "\tbits_per_pixel:%d\n"
- "\tgrayscale:%d\n"
- "\tred: offset:%2d, length: %2d, msb_right: %2d\n"
- "\tgreen: offset:%2d, length: %2d, msb_right: %2d\n"
- "\tblue: offset:%2d, length: %2d, msb_right: %2d\n"
- "\ttransp: offset:%2d, length: %2d, msb_right: %2d\n"
- "\tnonstd:%d\n"
- "\tactivate:%d\n"
- "\theight:%d\n"
- "\twidth:%d\n"
- "\taccel_flags:0x%x\n"
- "\tpixclock:%d\n"
- "\tleft_margin:%d\n"
- "\tright_margin: %d\n"
- "\tupper_margin:%d\n"
- "\tlower_margin:%d\n"
- "\thsync_len:%d\n"
- "\tvsync_len:%d\n"
- "\tsync:%d\n"
- "\tvmode:%d\n"
- "\n",
- vinfo.xres, vinfo.yres, vinfo.xres_virtual, vinfo.yres_virtual,
- vinfo.xoffset, vinfo.yoffset, vinfo.bits_per_pixel,
- vinfo.grayscale, vinfo.red.offset, vinfo.red.length,
- vinfo.red.msb_right,vinfo.green.offset, vinfo.green.length,
- vinfo.green.msb_right, vinfo.blue.offset, vinfo.blue.length,
- vinfo.blue.msb_right, vinfo.transp.offset, vinfo.transp.length,
- vinfo.transp.msb_right, vinfo.nonstd, vinfo.activate,
- vinfo.height, vinfo.width, vinfo.accel_flags, vinfo.pixclock,
- vinfo.left_margin, vinfo.right_margin, vinfo.upper_margin,
- vinfo.lower_margin, vinfo.hsync_len, vinfo.vsync_len,
- vinfo.sync, vinfo.vmode);
- }
下面才是我们的重点,这个代码是我自己参考别人画矩形的代码改过来的
- //画一条直线
- void drawline_rgb16 (int x0,int y0, int width,int height, int color,int flag0)
- {
- const int bytesPerPixel = 2;//因为是rgb16,用16位来描述色深,所以2个字节
- const int stride = finfo.line_length / bytesPerPixel;,一行有多少个点
- const int red = (color & 0xff0000) >> (16 + 3);//下面是颜色的操作,我目前还没弄明白
- const int green = (color & 0xff00) >> (8 + 2);
- const int blue = (color & 0xff) >> 3;
- const short color16 = blue | (green << 5) | (red << (5 +6));
- int flag=flag0;//这里我为了图个方便就用一个flag来区分是画横线还是竖线,0表示横线,1表示竖线。
- short *dest = (short *) (frameBuffer)+ (y0 + vinfo.yoffset) * stride + (x0 +vinfo.xoffset);//这个就是我们画点的起始位置,其+stride就是换行(这个是我个人通过代码测试得出来的结论)
- int x=0,y=0;
- if(flag==0)
- {
- for (x = 0; x < width; ++x)//width就是我们x方向的终点
- {
- dest[x] = color16;
- }
- }
- else if(flag==1)
- {
- for(y=0;y<height;y++)//height就是我们y方向的终点
- {
- dest[x]=color16;//这里x始终为0,和下面一句结合起来就是每一行就画一个点,一共画height行,不就是一条竖线了么,这里我还思考了很久。
- dest +=stride;
- }
- }
- }
- short *dest = (short *) (frameBuffer)+ (y0 + vinfo.yoffset) * stride + (x0 +vinfo.xoffset);
上面这一行代码的具体意思就是定位到(x0,y0)这个坐标,也就是我们要画的其实位置
- //画大小为width*height的同色矩阵,5reds+6greens+5blues
- void drawRect_rgb16 (int x0, int y0, int width,int height, int color)
- {
- const int bytesPerPixel = 2;
- const int stride = finfo.line_length / bytesPerPixel;
- const int red = (color & 0xff0000) >> (16 + 3);
- const int green = (color & 0xff00) >> (8 + 2);
- const int blue = (color & 0xff) >> 3;
- const short color16 = blue | (green << 5) | (red << (5 +6));
- short *dest = (short *) (frameBuffer)+ (y0 + vinfo.yoffset) * stride + (x0 +vinfo.xoffset);
- int x, y;
- for (y = 0; y < height; ++y)
- {
- for (x = 0; x < width; ++x)
- {
- dest[x] = color16;
- }
- dest += stride;
- }
- }
- int main (int argc, char **argv)
- {
- const char *devfile = "/dev/fb0";
- long int screensize = 0;
- int fbFd = 0;
- /* Open the file for reading and writing */
- fbFd = open (devfile, O_RDWR);
- if (fbFd == -1)
- {
- perror ("Error: cannot open framebuffer device");
- exit (1);
- }
- //获取finfo信息并显示
- if (ioctl (fbFd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo) == -1)
- {
- perror ("Error reading fixed information");
- exit (2);
- }
- printFixedInfo ();
- //获取vinfo信息并显示
- if (ioctl (fbFd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo) == -1)
- {
- perror ("Error reading variable information");
- exit (3);
- }
- printVariableInfo ();
- /* Figure out the size of the screen in bytes */
- screensize = finfo.smem_len;//fb的缓存长度
- /* Map the device to memory */
- frameBuffer =(char *) mmap (0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fbFd, 0);
- if (frameBuffer == MAP_FAILED)
- {
- perror ("Error: Failed to map framebuffer device to memory");
- exit (4);
- }
- //drawRect_rgb16 (vinfo.xres *3 / 8, vinfo.yres * 3 / 8,vinfo.xres / 4, vinfo.yres / 4,0xff00ff00);//实现画矩形
- drawline_rgb16(50,80,260,0,0xffff0000,0);
- drawline_rgb16(160,10,0,180,0xff00ff00,1);//可以画出一个交叉的十字,坐标都是自己设的。
- sleep (2);
- printf (" Done.\n");
- munmap (frameBuffer, screensize); //解除内存映射,与mmap对应
- close (fbFd);
- return 0;
- }
用一个流程图还说明一下mian函数吧
prot参数指定共享内存的访问权限。可取如下几个值的或:PROT_READ(可读),PROT_WRITE(可写),PROT_EXEC(可执行),PROT_NONE(不可访问)。
flags由以下几个常值指定:MAP_SHARED, MAP_PRIVATE, MAP_FIXED。其中,MAP_SHARED,MAP_PRIVATE必选其一,而MAP_FIXED则不推荐使用。
如果指定为MAP_SHARED,则对映射的内存所做的修改同样影响到文件。如果是MAP_PRIVATE,则对映射的内存所做的修改仅对该进程可见,对文件没有影响。
offset参数一般设为0,表示从文件头开始映射。
前面我们不是说了frambuffer就是linux内核驱动申请的一片内存空间,lcd驱动将frambuffer的地址通过mmap()将这片内存映射到应用程序空间,这样我们写入到fb的数据就写入到内核驱动里的frambuffer中去了,而lcd 的dma就将这些数据写入到lcd的sram中,从而显示在lcd上.
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